[发明专利]稀土元素的多馏份分馏萃取方法

说明书

本发明是一种多馏份分馏萃取分离稀土元素的方法。确切地说是从混合稀土溶液中分馏萃取得到多种单一稀土及富集物的方法。

采用分馏萃取稀土分离元素，通常是将稀土矿物经处理后得到的混合稀土溶液，除去非稀土杂质，注入混合澄清槽中的某一级，在萃取槽的一端加入萃取剂，另一端加入洗涤剂，使水相和有机相搅拌接触达到平衡后，随即完成萃取过程。

传统的二出口萃取工艺是在水相和有机相出口，分别获得两种稀土产品，而近年来研究的三出口萃取工艺是在萃取槽的中段，又引出一种稀土产品这样在一个分馏萃取段，就可以同时获得三种稀土产品[萃取分离轻稀土元素三出口新工艺《稀土》1986年第二期，P74]。如果要得到四种稀土产品，无论是二出口萃取工艺还是三出口萃取工艺，都必须经过2～3个萃取段，多次萃取才能完成。对于纯度大于95%的氧化钕的制取，如使用二出口萃取工艺，则需100级左右。

本发明的目的在于提出一种在一个分馏萃取段一次能同时获得三种以上稀土产品，且灵活性和适应性都很强的萃取工艺。例如，在一个萃取段能同时获得包括氧化钕在内的三种稀土产品，或者在一个萃取段能同时获得包括氧化镧和氧化钕在内的四种以上稀土产品。

本发明的依据是：基于稀土各元素对有机萃取剂的活性基团的置换能力不同，在槽体中就出现各个稀土元素的峰，根据各稀土元素的峰值位置分别引出所需要的馏份。

本发明的要点是：将混合稀土溶液注入混合澄清槽中某一级，在萃取槽的一端加入萃取剂，另一端加入洗涤剂，使水相与有机相搅拌接触，达到平衡后，分别在水相出口和有机相出口得到两种稀土产品，并在槽体中间适当位置分馏出第3、4、5种稀土产品。

本发明使用的原料可以是各种稀土矿物经处理后制得的混合稀土溶液，或者是经过萃取分组后得到的混合稀土溶液。

本发明所使用的萃取剂可以是磷型、羧酸类、胺类等萃取剂，其中以酸性磷型萃取剂较好，萃取剂对稀土元素的分离因素越大，分离效果越好，所使用的级数越少，产品纯度越高。一般酸性磷型萃取剂多选用下列构型：

本发明选用2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯[EHEHPA]，在使用前需将萃取剂予先进行皂化，即用氨或其它碱使萃取剂转成铵盐或碱金属盐，以利于萃取过程的进行。

本发明所使用的介质可以是盐酸介质、硝酸介质、或硫酸介质。

主要技术条件如下：

1.相比：有机∶料液∶洗液＝2～20∶1∶0.4～1.5

2.级数：30～150级

3.洗液浓度：0.2～6M

4.料液浓度：50～350g/l

5.料液酸度：PH    1～3

6.有机萃取剂浓度：0.2～2M    EHEHPA-煤油溶液

7.氨化度：0.52～0.58

8.中间出口位置：第三出口    6～35级

第四出口    55～110级

第五出口    80～140级

本发明与已有技术相比，由于用一个分离段代替了以往两个、三个或四个分离段，因而简化了流程，减少了设备，使产品成本明显下降。

实施方案1.

包括Nd₂O₃在内的三馏份分馏萃取

原料为离子型吸附矿制得的氯化稀土溶液，其典型组成如下：

元素 La₂O₃CeO₂Pr₆O₁₁Nd₂O₃Sm₂O₃Eu₂O₃

含量%    32.46    3.26    8.18    27.96    5.46    0.64

元素 Gd₂O₃Tb₄O₇Dy₂O₃Er₂O₃Y₂O₃

含量%    4.16    0.41    2.38    0.99    12.05

料液浓度：240～250g/l    PH为1～3

洗液：2～4M盐酸

萃取剂：1.5M    EHEHPA-煤油溶液

氨化度：0.52～0.58

级数：42级

相比：有机∶料液∶洗液＝9～11∶1∶1.1～1.5